Обмен веществ с научной точки зрения

Об обмене веществ сказано и написано немало, однако по-прежнему для некоторых людей этот процесс остаётся загадкой. Давайте приоткроем завесу тайны, чтобы раз и навсегда понять, как действует этот запутанный метаболизм.

Процесс метаболизма сложный и многоступенчатый, заключающий в себе превращение химических веществ в организме, которые обеспечивают рост и развитие клеток, функционирование всех его систем. Живой организм вынужден расходовать энергетические запасы и во время физической работы, и во время умственной деятельности, и даже в состоянии полного покоя.

Главные составляющие обмена веществ – анаболизм (ассимиляция) и катаболизм (диссимиляция), являющиеся двумя противоположными, но одновременно протекающими процессами. Под началом анаболизма проходят реакции синтеза необходимых элементов, усвоение данных элементов и их расходование на рост, развитие организма, его жизнедеятельность. Катаболизм объединяет реакции распада веществ и их окисления, также он отвечает за выведение ненужных веществ из организма.

Являясь комплексом энергетических и биохимических процессов, метаболизм обеспечивает нужды организма, удовлетворяет его потребности в энергетических, а также пластических веществах. В пищеварительной системе происходит расщепление жиров, белков и углеводов на низкомолекулярные компоненты. В таком виде эти питательные вещества поступают в кровяную жидкость и ткани, где участвуют в аэробном окислении. В ходе этого процесса продукты окисления используются для синтезирования важнейших метаболитов, в том числе аминокислот. Выходит, что аэробное окисление – это связующая нить в обмене жиров, белков, углеводов и многих других элементов. В данном звене присутствуют и элементы синтеза, и элементы распада.

Метаболизм в нашем организме идёт беспрерывно, хотя мы этого не замечаем. Кажущаяся неизменность тела была причиной заблуждений в отношении метаболизма некоторых учёных. Они считали, будто все вещества в организме делятся на статичные и динамичные. Статичные, или неподвижные элементы участвуют в строительстве тканей и органов, а динамичные вещества перерабатываются сразу же, представляя собой источник энергии.

Ошибочность данной теории подтвердилась, когда в биологическое изучение были внедрены меченые атомы. В ходе экспериментов над животными выяснилось, что метаболизм в клетках и тканях протекает без остановок и не существует разницы между молекулами-строителями и молекулами-энергетиками. Все элементы в ходе обмена веществ выступают как равные участники. У среднестатистического человека половинная доля тканевых белков меняется каждые 80 суток, а обновление ферментных веществ печени происходит через каждые 2-3 часа, некоторые элементы «освежаются» с периодичностью в десятки минут.

Обмен веществ у каждого живого организма выражает собой динамический баланс, при котором уравновешивают друг друга синтезирование и разрушение, рождение и гибель. Основу метаболических реакций составляет взаимодействие между молекулами и атомами на физическом и химическом уровне. Это взаимодействие подчиняется единым принципам для неживой и живой материи. Однако у живых организмов есть свои характерные черты, поэтому их существование нельзя сводить к чисто физическим и химическим реакциям.

Энергетический обмен связан с метаболизмом напрямую. Жизнь организма поддерживается при условии бесперебойного поступления энергетических веществ извне. Энергия нужна для выполнения разнонаправленных функций: механической (работа сердца, передвижение), химической (синтезирование веществ), электрической и др.

Солнечное излучение - основной энергетический источник не только для человека, но и для всех других живых организмов на Земле. Благодаря ему рождается растительная пища, являющаяся начальным звеном в пищевой цепочке. Растения аккумулируют энергию солнца в ходе фотосинтеза. В хлорофилле (зелёный пигмент), при участии световых квантов, углекислого газа и воды, происходит синтез органических веществ. Именно они представляют собой основу пищи.

Состав пищевых веществ сложен и многообразен. Главенствующую позицию занимают белки, углеводы и жиры, немного уступают им минеральные макроэлементы: натрий, фосфор, кальций. Затем идут микроэлементы (йод, марганец, кобальт, медь, цинк, селен и многие другие) и витамины, содержание которых в пище очень мало. Присутствуют в составе пищевых продуктов вкусовые элементы, придающие им специфические свойства.